乳酸菌的基因组编辑技术研究进展

乳球菌(Lactococcus sp.)和乳杆菌(Lactobacillus sp.)是工业上常用的乳酸菌(lactic acid bacteria,LAB),长期应用于食品和饮料的发酵。近年来,随着分子操作及遗传改造技术的不断完善,推动了乳球菌和乳杆菌的基础和应用研究,其作为功能菌株和工业微生物细胞工厂的重要潜能也不断突显出来。本文综述了工业常用乳酸菌的基因组编辑技术研究进展,着重介绍了基于整合质粒的敲除、敲入,基于基因组重组工程的精细修饰和敲除、敲入,以及基于成簇的规律性间隔的短回文重复序列及其相关蛋白9[(clustered regularly interspaced short palindromic repeats(CRISPR)/CRISPR-associated nuclease9(Cas9),(CRISPR/Cas9]系统的基因组编辑技术。

谷氨酸棒杆菌ATCC14067海藻糖合酶基因的克隆及功能鉴定

海藻糖分子是由2个吡喃葡萄糖环以α,α-1,1-糖苷键连接而成的一种十分稳定的非还原二糖,由于其特殊的生物学保护功用,广泛应用于医药、化妆品、食品等多个领域,具有很好的市场前景。目前,海藻糖的生产方法以生物酶法制备为主。其中,利用Tre Y-Tre Z途径由淀粉生产海藻糖和利用Tre S途径由麦芽糖生产海藻糖最为经济可行。针对谷氨酸棒杆菌ATCC14067的海藻糖合酶基因(tre S)进行基因克隆,将其插入表达质粒p ET-22b,在宿主菌E.coli BL21(DE3)中进行诱导表达,成功得到特异表达的目的蛋白。经高效液相色谱检测证实,该重组酶作用于麦芽糖后,可以产生海藻糖,具有海藻糖合酶的相应活性。在最适反应条件(30℃,p H7.5)下海藻糖合酶的转化效率可达60%~70%。实验系统地对谷氨酸棒杆菌ATCC14067的海藻糖合酶基因进行了异源表达及酶学性质的研究,为其大规模生产及工业化应用奠定了基础。